Uvod v algoritem sledenja Rayu
Algoritem sledenja Rayu je najuspešnejša tehnika sintetiziranja slik. Ta tehnika ima veliko sposobnost ustvarjanja največje stopnje realizma, kar je več kot pri drugih načinih upodabljanja. Vendar to vključuje večje računske stroške. Računalniška grafika je postala najbolj predhodna zahteva v trenutnem digitalnem svetu. Računalniška grafika pride v poštev, ko moramo ustvariti sliko, ki je praktično resnična in v resnici ne ločljiva od običajne fotografije. Obstaja veliko načinov, kako to doseči. Ray Tracing je ena takšnih tehnik upodabljanja. To se uporablja za ustvarjanje slike s sledenjem poti svetlobe kot pikslov v ravnini slike in simuliranjem njenih učinkov, ko se srečujemo z virtualnimi predmeti.
Kratka zgodovina
Ko so izumili algoritem za sledenje Rayu, so mislili, da je to najboljša tehnika sinteze slik. Ker pa so bili računalniki v šestdesetih letih zelo počasni in je ta tehnika izpuščena, saj počasni računalniki ne bi mogli pospešiti te zelo napredne tehnike. Ker pa so računalniške hitrosti od takrat eksponentno improvizirale, je počasi znova prišlo do priljubljenosti in postal ena najboljših metod.
Kdaj / kje se uporablja?
Algoritem sledenja Rayu se uporablja, kadar stroški izvajanja niso težava in je čas za upodabljanje dovoljen. To je zato, ker algoritem sledenja žarkov potrebuje visoke stroške in tudi čas za upodabljanje slike je razmeroma zelo velik.
Zato je ta algoritem mogoče uporabiti v filmskih / televizijskih vizualnih učinkih, saj potrebujejo video posnetke visoke ločljivosti in najboljše kakovosti.
Vrste algoritma sledenja Rayu:
Za boljše sledenje žarom se uvajajo različne metode. Poglejmo te algoritme.
1. Algoritem sledenja Rayu
Program v tej tehniki sproži žarke svetlobe, ki sledijo od vira do objekta. S sledenjem žarometom lahko določimo barvo vsakega predmeta, vendar je ta tehnika neučinkovita. To je posledica dejstva, da mnogi žarki iz svetlobnega vira nikoli ne pridejo skozi razgledno ravnino in v oči.
Prav tako je sledenje vsakega svetlobnega žarka od vira do objekta le škoda, ker ne vsi žarki prispevajo k vizualizaciji slik. Zaradi tega so dirke naprej znane tudi kot sledenje svetlobnim žarkom ali sledenje fotonom.
2. Algoritem sledenja žarek nazaj
Ta metoda se uporablja za preseganje neučinkovitosti metode sledenja žarkov. Pri tej metodi nastane očesni žarek v bližini očesa, ki prehaja skozi vidno ravnino in v vesolje. Prvi objekt, ki ga zadene oko, je objekt, ki ga vidimo s te točke vidika. Ko se svetlobni žarek odbije okoli, sledilnik žarkov zabeleži natančno barvanje in senčenje te točke v razgledni ravnini. To je zdaj prikazano v ustreznem slikovnem pikcu na računalniškem zaslonu. Zato sledenje žarek nazaj imenujemo tudi kot sledenje očesu.
Največji negativni učinek sledenja nazaj ustreza dejstvu, da prevzame le svetlobne žarke, ki prihajajo skozi razgledno ravnino in v oko, ki pride do končne slike. To morda ne drži v vseh primerih. Recimo, da se predmet drži na mizi, in če luč prihaja neposredno od zgoraj, če predmet, recimo, da leča sprejme svetlobo na žarišču, kjer je koncentracija lahko večja. V tem primeru sledenje nazaj ne bi uspelo, saj ne bi imeli pojma o sprednjih žarkih, ki bi lahko nastali zaradi upogiba svetlobe na žariščih. Sledenje nazaj lahko strogo uporabimo le, če skozi predmet nastane enakomerna svetloba.
3. Hibridni algoritem sledenja Rayu:
Hibridno sledenje žarkov je kombinacija obeh zgornjih tehnik sledenja žarkov in to je odkrilo pomanjkljivosti tehnik sledenja nazaj in nazaj.
Kako deluje:
Do določene ravni se uporabi sledenje naprej in algoritmi za zapis teh podatkov in nato sledenje nazaj na te podatke. Končno obarvanje celotne slike se izračuna na podlagi zapisov sledenja naprej in nazaj.
Algoritem sledenja Raya je postal precej priljubljen zaradi svoje značilnosti realističnega spodbujanja osvetlitve. To je precej učinkovito v primerjavi z drugimi tehnikami upodabljanja, kot je skeniranje žarkov. Odsevi in senčni učinki so precej preprosti rezultati uporabe algoritma sledenja žarkov. Največja pomanjkljivost pa je njegova zmogljivost, vendar je še vedno precej ugodna v primerjavi z drugimi načini upodabljanja, kot je skeniranje.
Priporočeni članki
To je vodnik za algoritem sledenja Raya. Tu smo razpravljali o konceptu, zgodovini, uporabi in vrstah algoritma sledenja Rayu. Če želite izvedeti več, lahko preberete tudi druge naše predlagane članke -
- Kaj je algoritem | Zakaj je pomembno?
- Algoritem v programiranju | Opredelitev | Primeri
- Podatkovne strukture in algoritmi Intervjuji
- Vodnik po tem, kaj so nevronske mreže?